畢業(yè)設(shè)計（論文）基于AT89C51單片機的水塔智能水位控制系統(tǒng)設(shè)計

1、攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要摘 要水塔水位控制系統(tǒng)是我國住宅小區(qū)廣泛應用的供水系統(tǒng)，水塔供水的主要問題是塔內(nèi)水位應該始終保持在一定范圍內(nèi)，避免“空塔”、“溢塔”現(xiàn)象發(fā)生。傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺點，而自動控制原理，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，保持水壓恒定以滿足用水要求，從而提高了供水系統(tǒng)的質(zhì)最。而智能控制系統(tǒng)的成本低，安裝方便，靈敏性好，是節(jié)約水源，方便家庭和單位控制水塔水位的理想裝置。本論文介紹了一種由at89c51單片機為主控元件的超聲波水位測量系統(tǒng)。超聲波水位測量儀應用超聲回波原理技術(shù)，在硬件部分，超聲波發(fā)射電路將由at89c51單片機控制的每隔固定

2、周期的方波脈沖信號控制，以滿足超聲波發(fā)射探頭的發(fā)射需要。超聲波接收電路對接收的回波進行發(fā)大整形，送回單片機。系統(tǒng)以at89c51單片機為設(shè)計核心，測量得到超聲波的傳播時間，計算出傳播的距離，從而得到所要測量的水位距離,并通過led顯示出來。軟件部分，設(shè)計了中斷程序、顯示程序、主程序等。使得程序部分適合硬件部分，使系統(tǒng)功能得以實現(xiàn)。關(guān)鍵詞 超聲波，at89c51，水位測量 攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） abstractabstractwater towers water level control system is widely used in residential area of wat

3、er supply systems, water tower waters main problem is the tower water should remain within a certain range, avoid air tower, excessive tower phenomenon. traditional control mode existing control accuracy, low energy consumption big shortcoming, and automatic control principle, according to change of

4、 using water quantity automatic adjustment system operational parameters, maintain constant water pressure to meet the requests of water supply system, thus enhancing the qualitative most. and the intelligent control system, convenient installation, low cost is to save water, sensitivity, convenient

5、 family and the unit control towers water level of ideal device.this paper introduces a kind of master components for by at89c51 level measurement system of ultrasonic. ultrasonic liquid level measurement instrument technology application in ultrasonic echo hardware components, the principle, ultras

6、onic launching by at89c51 control circuit will every fixed cycle of square wave pulse signal control, to meet the launch of ultrasound probe needs. ultrasonic receiving circuit on the echo of receiving a great orthopedics, back to microcontroller. system for design with at89c51 core, measured ultras

7、onic transmission time, calculate the distance, thus obtains spread to measure distance, the liquid level and displayed by led out. software parts, design the interrupt program, display procedures, main program, etc. makes parts of the program for hardware part system function can be realized.keywor

8、ds ultrasonic, at89c51, level measurement攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目 錄目 錄摘 要iabstractii目 錄iii1 緒 論11.1 引言11.2 綜述22 水塔水位檢測方案42.1 方案論證42.1.1 水塔水位自動控制系統(tǒng)42.1.2 水塔水位發(fā)展與應用42.2 水位測量的分類52.2.1 按照原理分類52.2.2 按照接觸方式分類83 超聲波水位檢測原理113.1 超聲波的水位檢測介紹113.1.1 超聲波基本性質(zhì)113.1.2 超聲波的特性113.1.3 超聲波的衰減123.1.4 超聲波的折射率123.1.5 水位介質(zhì)中的聲速與溫度

9、的關(guān)系133.2 超聲波水位檢測探頭143.3 超聲波探頭的壓電效應143.4 超聲波水位檢測的理論分析153.5 超聲波水位計的優(yōu)缺點與可行性163.6 超聲波水位檢測的主要任務174 超聲波水位探測系統(tǒng)的硬件設(shè)計194.1 系統(tǒng)總體設(shè)計思想194.2 發(fā)射電路設(shè)計194.2.1 發(fā)射電路工作原理204.2.2 發(fā)射電路的組成204.3 接收電路的設(shè)計214.3.1 接收電路的工作原理224.3.2 接收電路的組成224.4 顯示模塊234.5 獨立式按鍵255 超聲波水位探測系統(tǒng)的軟件設(shè)計265.1 軟件設(shè)計思想265.2 中斷程序265.3 顯示程序275.4 主程序285.5 按鍵掃描

10、31結(jié) 論33參考文獻34附件35致 謝38攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 緒 論1 緒 論1.1 引言我國的供水自動化系統(tǒng)發(fā)展已初有成效。供水自動化系統(tǒng)主要包括水廠自動化和供水管網(wǎng)調(diào)度自動化兩個方面。由水工業(yè)的社會性所決定，水工業(yè)的學科體系由多個相互關(guān)聯(lián)的學科組成，包括：水質(zhì)與水處理枝術(shù)、水工業(yè)工程技術(shù)、水處理基礎(chǔ)科學、水社會科學，水工業(yè)設(shè)備制造枝術(shù)等，它們共同支撐著水工業(yè)的工業(yè)體系。而在這些學科中水質(zhì)與水處理技木和水工業(yè)工程技術(shù)是水工業(yè)學科體系中的主導學科。近幾十年來，自動控制技術(shù)迅猛發(fā)展，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，交通運輸，國防建設(shè)和航空，航天事業(yè)等領(lǐng)域中獲得廣泛的應用。隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展

11、，自動控制技術(shù)至今己滲透到各種科學領(lǐng)域，成為促進當今生產(chǎn)發(fā)展和科學技術(shù)進步的重要因素。比如在生活方面的溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、自動洗衣機、自動售貨機、自動電梯、空氣調(diào)節(jié)器、電冰箱、自動路燈、自動門、保安系統(tǒng)等。在工業(yè)方面主要分為兩大類：一類是氣體、水位、粉體、石油化工制藥、輕工食品、建材等行業(yè)。需要對溫度、壓力、物位、流量、成分等參數(shù)進行控制。另一類是對己成型材料的進一步加工或者對多種己成型材料的裝配，主要控制位移、速度、角度等參數(shù)這些都需要應用自動控制學科的知識?？刂评碚撘话惴譃榻?jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論兩大部分。經(jīng)典控制理論最初稱為自動調(diào)節(jié)原理，適用于較簡單系統(tǒng)特定變景的調(diào)節(jié)。隨著后期現(xiàn)代控制

12、理論的出現(xiàn)，故改稱為經(jīng)典控制理論。經(jīng)典控制理論以傳遞函數(shù)為數(shù)學工具研究單輸入、單輸出的自動控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法。主要研究方法有時域分析法、根軌跡法和頻率特性法?，F(xiàn)代控制理論的產(chǎn)生，隨著科學技術(shù)的突飛猛進，特別是空問技術(shù)和各類高速飛行器的發(fā)展，使各受控對象要求高速度、高精度，而系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加復雜，要求控制理論解決動態(tài)耦合的多輸入多輸出、非線形以及時變系統(tǒng)的設(shè)計問題。此外，對控制性能的要求也在逐步提高，很多情況下要求系統(tǒng)的某種性能是最優(yōu)的，而且對環(huán)境的變化要有一定適應能力等。這些新的要求用經(jīng)典理論是無法解決的，這同時也為現(xiàn)代控制理論的形成創(chuàng)造了條件，具有結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，可靠性高，操作維修

13、方便，經(jīng)濟實用的優(yōu)點是用于各種高層水位儲存的理想設(shè)備。1、意義水塔水位控制系統(tǒng)是我國住宅小區(qū)廣泛應用的供水系統(tǒng)，水塔供水的主要問題是塔內(nèi)水位應該始終保持在一定范圍內(nèi)，避免“空塔”、“溢塔”現(xiàn)象發(fā)生。傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺點，而自動控制原理，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，保持水壓恒定以滿足用水要求，從而提高了供水系統(tǒng)的質(zhì)最。而智能控制系統(tǒng)的成本低，安裝方便，靈敏性好，是節(jié)約水源，方便家庭和單位控制水塔水位的理想裝置。2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢在日常生產(chǎn)和生活中常遇到水位的檢測問題。從20世紀80年代開始 ,一些發(fā)達國家就借助于微電子、計算機、光纖、超聲波等高科

14、技使水位自動計量呈現(xiàn)出集功能、精度和現(xiàn)場于一體的新水平。在工程技術(shù)領(lǐng)域中,由于超聲檢測靈敏度和精度較高,且費用低廉,被廣泛應用。筆者使用單片機為核心控制部分,通過測量超聲波在媒質(zhì)中的傳播時間和溫度測定實現(xiàn)對波速的補償,從而計算出水位高度,實驗證明該超聲波水位測量儀具有顯示直觀、操作方便,同時可實現(xiàn)與上位機的數(shù)據(jù)通信等優(yōu)點。采用超聲波傳感器測量位差，是近代電子技術(shù)發(fā)展才獲得正式應用的技術(shù)，由于超聲測距是一種非接觸檢測技術(shù)，不受光線、被測對象顏色等的影響，在較惡劣的環(huán)境具有一定的適應能力。利用超聲波的非接觸測量性和準確性進行水位測量，使結(jié)果更加準確。利用相應的超聲波發(fā)射電路和接收電路來達到測量目的

15、。超聲波水位傳感器要利用空氣聲學回聲測距原理來進行水位變化測量。1.2 綜述近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，計算機、微電子、傳感器等高新技術(shù)的應用和研究，水位儀表的研制得到了長足的發(fā)展，以適應越來越高的應用要求。目前，水位測量技術(shù)已經(jīng)廣泛的運用在工業(yè)部門和日常檢測部門中。例如：水位測量技術(shù)在石油、化工、氣象等部門的應用。在測量條件和環(huán)境來說，有的測量系統(tǒng)被運用在十分復雜的條件與環(huán)境中。例如:有的是高溫高壓，有的是低溫或真空，有的需要防腐蝕、防輻射，有的從安裝上提出苛刻的限制，有的從維護上提出嚴格的要求等。這些都大大的提高了對測量技術(shù)的要求。所以能實現(xiàn)測量的無接觸與智能化是水位測量計現(xiàn)在的主要發(fā)展方向。

16、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測量容器中水位的水位。在一般的生產(chǎn)過程中，水位測量的目的主要是通過水位測量來確定容器里的原料、半成品或產(chǎn)品的數(shù)量，以保證生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)物料平衡以及為進行經(jīng)濟核算提供可靠的依據(jù);另外還為了在連續(xù)生產(chǎn)的情況下，通過水位測量，了解水位是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，從而維持正常生產(chǎn)、保證產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量以及保證安全生產(chǎn)。水位的測量在工業(yè)生產(chǎn)過程中的作用已經(jīng)相當重要。在目前市場上，按測量水位的感應元件與被測水位是否接觸，水位儀表可以分為接觸型和非接觸型兩大類。接觸型水位測量主要有：人工檢尺法、浮子測量裝置、伺服式水位計、電容式水位計以及磁致伸縮水位計等。它們的共同點是測量的感應元件與被測

17、水位接觸，即都存在著與被測水位相接觸的測量部件且多數(shù)帶有可動部件。因此存在一定的磨損且容易被水位沾污或粘住，尤其是桿式結(jié)構(gòu)裝置，還需有較大的安裝空間，不方便安裝和檢修。非接觸型水位測量主要有微波雷達水位計、射線水位計以及激光水位計等。顧名思義，這類測量儀表的共同特點是測量的感應元件與被測水位不接觸。因此測量部件不受被測介質(zhì)影響，也不影響被測介質(zhì)，因而其適用范圍較為廣泛，可用于接觸型測量儀表不能滿足的特殊場合，如粘度高、腐蝕性強、污染性強、易結(jié)晶的介質(zhì)。超聲波水位測量計就屬于非接觸型水位測量的一種，所以它也有不受被測介質(zhì)影響，不影響被測介質(zhì)，能適應粘度高、腐蝕性強、污染性強、易結(jié)晶、高溫、高壓、

18、低溫、低壓、有輻射性、毒性、易揮發(fā)易爆等特殊介質(zhì)的測量的特點，能適應的范圍比其它的測量手段更廣泛。攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 水塔水位檢測方案2 水塔水位檢測方案2.1 方案論證現(xiàn)代控制理論本質(zhì)上是時域法，是建立在狀態(tài)空間基礎(chǔ)上的，它不用傳遞函數(shù)，而是用狀態(tài)向量方程作基本工具，從而大大簡化了數(shù)學表達方式，因此原則上可以分析多輸入多輸出、非線形以及時變系統(tǒng)。自動控制技術(shù)的應用，推動了控制理論的發(fā)展，而自動控制理論的發(fā)展，又指導了控制技術(shù)的應用，使其進一步完善，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，自動控制技術(shù)和理論已經(jīng)廣泛的應用于科技、冶金、石油、化工、電子、電力、航空、航海、航天、核反應堆等各個學科領(lǐng)域

19、。近年來，控制科學的范圍還擴展到生物、醫(yī)學、環(huán)境、經(jīng)濟管理和其它許多社會領(lǐng)域，并為各個學科之間的相互滲透起了促進作用，可以毫不夸張的講，白動控制技術(shù)和理論已經(jīng)成為現(xiàn)代化社會的不可缺少的組成部分。自動控制技術(shù)的應用不僅使生產(chǎn)過程自動化，從而提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高經(jīng)濟效益，改善勞動條件，而且在探索新能源，發(fā)展空間技術(shù)和創(chuàng)造社會文明等方面都具有十分重要的意義。2.1.1 水塔水位自動控制系統(tǒng)水塔水位控制系統(tǒng)是我國住宅小區(qū)廣泛應用的供水系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺點，而自動控制原理，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，保持水壓恒定以滿足用水要求，從而提高了供水系統(tǒng)的

20、質(zhì)暈。而且成本低，安裝方便，經(jīng)過多次實驗證明，靈敏性好，是節(jié)約水源，方便家庭和單位控制水塔水位的理想裝置。該系統(tǒng)采用分立元件電路實現(xiàn)了水塔水位的自動控制，設(shè)計出一種低成木、高實用價值的水塔水位控制器。采用分立的電路實現(xiàn)超高、低水位處理，自動控制電機電路。它能自動完成上水停水的全部工作循環(huán)，保證液面高度始終處于較理想的范圍內(nèi)，它結(jié)構(gòu)簡單，制造成木低，靈敏度高，節(jié)約能源顯著，是用于各種高層水位儲存的理想設(shè)備。2.1.2 水塔水位發(fā)展與應用我國的水工業(yè)科技發(fā)展較快，與國際先進水平的差距正在不斷縮小，水工業(yè)科技體系己初步形成，擁有一支從事水工業(yè)基礎(chǔ)科學研究、應用研究、產(chǎn)品研制和工程化產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的科技隊

21、伍。但是，在水工業(yè)科技領(lǐng)域普遍存在著實用性差、轉(zhuǎn)化率低的情況。這已成為制約我國水工業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。在水工業(yè)科技產(chǎn)業(yè)化大潮到來之際，認真分析我國水工業(yè)科技發(fā)展歷程，總結(jié)我國水工業(yè)科技的特點和特長是尋找水工業(yè)產(chǎn)業(yè)化突破口的關(guān)鍵。日前，我國的供水自動化系統(tǒng)發(fā)展己初有成效。供水自動化系統(tǒng)主要包括水廠自動化和供水管網(wǎng)調(diào)度自動化兩個方面。我國供水行業(yè)是推動水科技產(chǎn)業(yè)化的龍頭。給水行業(yè)是城市基礎(chǔ)設(shè)施投資的主要方向之一。在體制上，供水企業(yè)體制的變革己成為市場化發(fā)展的必然；在技術(shù)上，供水行業(yè)則面臨著關(guān)鍵給水裝條國產(chǎn)化、工藝技術(shù)成套設(shè)備化、自動控制現(xiàn)代化的迫切的技術(shù)要求。優(yōu)質(zhì)供水是水工業(yè)市場化發(fā)展的新增長點，

22、同時要倡一導節(jié)約用水，提高水的重復利用率，并逐步建立完善的水工業(yè)學科體系。完善的水工業(yè)學科體系是水工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要保證。傳統(tǒng)的給水排水工程學科體系已難以包還水工業(yè)的豐富內(nèi)涵，已不能很好地適應水工業(yè)發(fā)展的需要，而水工業(yè)學科體系止是在給水排水工程學科體系發(fā)展而來。由水工業(yè)的社會性所決定，水工業(yè)的學科體系由多個相互關(guān)聯(lián)的學科組成，包括：水質(zhì)與水處理技術(shù)、水工業(yè)工程技術(shù)、水處理基礎(chǔ)科學、水社會科學、水工業(yè)設(shè)備制造技術(shù)等，它們共同支撐著水工業(yè)的工業(yè)體系。而在這些學科中水質(zhì)與水處理技術(shù)和水工業(yè)工程技術(shù)是水工業(yè)學科體系中的主導學科。2.2 水位測量的分類水位計量儀表早期大多采用機械原理,但近年來隨著電子技

23、術(shù)的應用，逐步向機電一體化發(fā)展，并且發(fā)展了許多新的測量原理。在傳統(tǒng)原理中也滲透了電子技術(shù)及微機技術(shù)，結(jié)構(gòu)有了很大的改善、功能有了很大的提高。根據(jù)水位位測量所涉及的水位存儲容器、被測介質(zhì)以及工藝過程的不同，水位計類型的選用也不同。在進行水位測量前，必須充分了解水位測量的工藝特點，以此作為水位計設(shè)計過程中的參考因素。2.2.1 按照原理分類隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，發(fā)展了許多新的測量原理，一批具有智能控制功能、可實現(xiàn)非接觸測量、精度高、穩(wěn)定性好的水位計相繼問世，并應用到越來越多的工業(yè)測量領(lǐng)域，如基于超聲波、雷達、光纖等技術(shù)的水位測量儀。根據(jù)工作原理的不同水位計可分為如下幾種：1、 直讀水位計：如圖1.

24、1所示。圖1.1 直讀式水位測量方法直讀式水位測量方法：是一種直接用與被測容器連通的玻璃管或玻璃板來顯示容器中的水位高度，它是最原始但仍應用較多的一種水位測量儀表;另外，利用浸入式刻度鋼皮尺直接測量水位高度的人工檢尺法也是應用較廣泛的水位計量方法，尤其是在大型油罐儲油量的測量中，也可把它用作現(xiàn)場檢驗其他測量儀表的參考手段。其精度一般為2mm的人為誤差。此種方法有測量簡單、直觀、成本低的優(yōu)點，但測量量程有限，且不適于惡劣環(huán)境中的測量。2、 靜壓水位計：如圖1.2所示。圖 1.2 靜壓式水位測量方法利用液柱對某定點產(chǎn)生壓力，測量該定點壓力或測量該點與另一參考點的壓差而間接測量水位的儀表，水位壓力的

25、大小取決于水位高度；這種方法主要應用于測量精度要求不高的場合。3、 電磁水位計：如圖1.3所示。這種測量方式是將水位的變化轉(zhuǎn)換為電量的變化，從而對水位進行間接測量，如電容式、電感式和電阻式水位計等。 圖1-3a非導電水位電容式測量原理 圖1-3b導電水位電容式測量原理電磁水位計中電容由兩塊同心的圓柱面極板組成，電容式水位測量是根據(jù)電容量與被測水位和氣相介質(zhì)的相對介電常數(shù)、電容傳感器浸入水位的深度、電容傳感器垂直高度、內(nèi)外極板圓柱底面半徑之間的關(guān)系，由已知的其他數(shù)值得出所測水位高度值。電容式水位計價格低，安裝容易，且可以應用于高溫、高壓的場合。但電容水位計測量重復精度較低，需定期維修和重新標定，

26、工作壽命也不長。電阻式水位測量方法特別適用于導電水位。敏感器件具有電阻特性，其電阻值隨水位的變化而變化，因此將電阻變化值傳送給二次電路即得到水位高度值。電感式水位測量方法同樣適用于導電水位的水位測量，特別是液態(tài)金屬。其原理是:水位變化使得電感元件的自感、互感或?qū)Т怕拾l(fā)生變化，故將該變化量送往二次相應的水位數(shù)值。電感式測量應用最廣泛的是高頻水位計。該水位計的測量原理是，頻率調(diào)制信號通過射頻電纜禍合到傳輸線傳感器諧振回路，諧振回路的輸出電壓經(jīng)過檢波電路和射頻電纜傳送給低通濾波器，然后根據(jù)低通濾波器的輸出電壓控制調(diào)諧電路，產(chǎn)生新的振蕩頻率，直到傳感器諧振電路處于完全諧振狀態(tài)為止，則此時的振蕩頻率即與

27、傳感器的電感量相對應，從而與水位相對應。4、浮子水位計：圖 1.4 浮子式水位測量方法利用浮子的比重比所測水位的比重稍小的特點，使浮子漂在液面上并隨液面的升高或下降來反映水位，它也是一種應用最早并且應用范圍很廣的水位測量儀表;將浮子用一條多孔鋼帶連接至一個恒轉(zhuǎn)矩裝置或平衡錘上，由浮子的重量帶動多于l鋼帶通過齒輪裝置推動機械計數(shù)器作現(xiàn)場顯示，還可連接電動變送器，獲得遠距離顯示。由于滑輪機械裝置的摩擦力和鉚帶重量，測量誤差一般約為士(4一10)mm。以上3種方法都是利用水位傳感器的電參數(shù)產(chǎn)生變化的方法來測量水位的。這種測量方法原理簡單、易于操作、成本低廉，但精度較低、可靠性差，已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)測

28、量中對測量精度和儀器可靠性的要求。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，基于新技術(shù)的水位計發(fā)展越來越快。5、超聲波水位計：超聲波水位儀是非接觸測量中發(fā)展最快的一種。該技術(shù)基于超聲波在空氣中的傳播速度及遇到被測物體表面產(chǎn)生反射的原理?？蓪崿F(xiàn)非接觸測量、測量范圍寬、并且測量不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導電性等的影響，因此它的適用范圍非常廣泛，包括水渠、油罐、粘稠、腐蝕性及有毒水位等的水位測量中。我國從九十年代初開始，將超聲測距技術(shù)應用到河流、湖泊、水、渠等水體的水位測量中，以及油、漿等水位的水位測量中。超聲水位測量技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域發(fā)揮其重要作用。傳統(tǒng)水位計逐漸被這些新型水位計所取代。新型水位計無論是在精度、穩(wěn)定性，

29、還是在智能測量方面都比傳統(tǒng)水位計有著明顯的優(yōu)勢，是今后水位計的發(fā)展方向。其中，超聲波水位計以其低成本、高精度、非接觸測量、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢受到廣泛青睞，發(fā)展出了適應于不同場合的超聲波水位計，廣泛應用于石油化工、航天航空、水利、氣象、環(huán)保、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品飲料等多個領(lǐng)域。本課題中正是以超聲波水位計為研究對象。2.2.2 按照接觸方式分類如果按照接觸方式來劃分可以分為，第一種是非接觸測量方式的水位儀；第二種是接觸測量方式的水位儀。1、非接觸型水位儀表非接觸型測量儀表主要包括超聲波水位計、雷達水位計、射線水位計以及激光水位計等。這類水位測量儀表的共同特點是測量的敏感元件與被測水位不接觸，因此不受被測介質(zhì)

30、影響，也不影響被測介質(zhì)，因而適用范圍較為廣泛，可用于接觸式測量儀表不能滿足的特殊場合如粘度高、腐蝕性強、污染性強、易結(jié)晶的介質(zhì)。(1)超聲波水位計：超聲波水位計是非接觸式水位計中發(fā)展最快的一種。超聲波在同一種介質(zhì)中傳播速度相對恒定，遇到被測物體表面時會產(chǎn)生反射，基于此原理研制出了超聲波水位計。目前，智能化的超聲波水位計能夠?qū)邮招盘栕鼍_的處理和分析:可以將各種干擾信號過濾出來:識別多重回波;分析信號強度和環(huán)境溫度等有關(guān)信息。這樣即便在有外界干擾的情況下，也能夠進行精確的測量。超聲波水位計不僅能定點和連續(xù)測量，而且能方便地提供遙測和遙控所需的信號。同時，超聲波水位計不存在可動部件，所以在安裝和

31、維護上相應比較方便。超聲測位技術(shù)可適用于氣體、水位或固體等多種測量介質(zhì)，因而具有較大的適應性且價格較為便宜。新型氣密結(jié)構(gòu)、耐腐蝕的超聲波傳感器可測量高達幾十米的水位。(2)雷達水位計：雷達水位計發(fā)明于60年代，通常采用調(diào)頻雷達原理，利用同步調(diào)頻脈沖技術(shù)，將微波發(fā)射器和接收器安裝在罐頂，向液面發(fā)射頻率調(diào)制的微波信號。當接收到回波信號時，由于來回傳播時間的延遲，發(fā)射頻率發(fā)生了改變。將兩種信號混合處理，所得信號頻正比于罐頂?shù)揭好嬷g的距離。雷達水位計特別適用于高粘度或高污染的產(chǎn)品，如瀝青等。雷達水位計的測量精度較高，而且無需定期維修和重新定標，但是安裝比較復雜且價格不菲。(3)射線水位計：核輻射放出

32、的射線(如丫射線等)具有較強的穿透能力，且穿過不同厚度的介質(zhì)有不同的衰減特性，核輻射式水位計正是利用這一原理來測量水位的。核輻射式水位計的核輻射源用點式或狹長型結(jié)構(gòu)安裝在油罐的外面，狹長型核輻射源檢測元件也安裝在油罐外面，可實現(xiàn)對水位動態(tài)變化的檢測。除利用核輻射射線來測量之外，還可采用中子射線來測量水位。射線水位計安裝非常方便，測量精度較高。因為它沒有任何部件與被測物體直接接觸，特別適用于傳統(tǒng)測量儀表不能解決的測量問題。(4)激光水位計：其測量原理類似于超聲波水位計，只是采用光波代替了超聲波。發(fā)射傳感器發(fā)射出激光，照射到被測液面，在液面處發(fā)生反射，接收傳感器接收反射光，將從發(fā)射至接收的時間換算

33、成水位。激光的光束很窄，在水位計中通過光學系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成約20mm寬的光束，這樣即使被測物面很粗糙，漫反射光也能被傳感器接收。激光水位計非常適用于開口很狹窄的容器以及高溫、高粘度的測量對象。而缺點是對液面的波動很敏感，大罐內(nèi)的油蘇汽，水氣等微粒對測量不利，且光學鏡頭必須定期保持清潔。2、接觸型水位儀表接觸型水位儀表，主要有：人工檢尺法、浮子測量裝置、伺服式水位計、電容式水位計以及磁致伸縮水位計。它們的共同特點是測量的感應元件與被測水位接觸。(1)人工檢尺法：利用浸入式刻度鋼尺測量水位，取樣測量油溫和密度，通過計算得到水位的體積和重量，這是迄今為止依然在全世界廣泛使用的水位測量方法，也可以把它用作現(xiàn)

34、場檢驗其他測量儀表的參考手段。該方法分為實高測量和空高測量兩種。人工檢尺法測量的精度一般為2mm，通常至少測量兩次，兩次結(jié)果相差不得超過1mm。人工檢尺法具有測量簡單、直觀、成本低等優(yōu)點，但需要測試人員手動測量，不適合惡劣環(huán)境下的操作。另外，需要較長的測量時間，難以實現(xiàn)在線實時測量，即實時性較差且需手廠處理數(shù)據(jù)，不利于數(shù)據(jù)的計算機管理。(2)浮子測量裝置：浮子式測量裝置采用大而重的浮子作為水位測量元件，驅(qū)動編碼盤或編碼帶等顯示裝置，或連接電子變送器以便遠距離傳輸測量信號。由于機械裝置的使用，這類裝置的測量誤差一般約為1mm，誤差較大。浮子式水位裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜等優(yōu)點，但是浮子會隨著液

35、面的波動而波動，從而造成讀數(shù)誤差。該裝置傳動部件較多，容易造成系統(tǒng)的機械磨損，因而增加了系統(tǒng)維護的開銷。浮子測量裝置的適用范圍為非腐蝕水位的測量。(3)伺服式水位計：伺服式水位計與浮子式水位測量裝置相比，提高了測量精度和可靠性。它采用波動積分電路，消除了抖動，延長了使用壽命?，F(xiàn)代伺服水位計的測量精度已達到40m范圍內(nèi)小于1mm。但是，由于伺服式水位計仍屬于機械測量裝置，存在機械磨損，影響了測量的精度，因此需要定期維修和重新定標且安裝困難。(4)電容式水位計：電容式水位計的核心是電容水位傳感器。該傳感器一般由標準電容、測量電容和比較電容等組成。其中，比較電容用來測量水位的介電常數(shù)，測量電容用來檢

36、測水位的變化，由水位的介電常數(shù)和測量電容的容量計算出水位。電容式水位計的價格較低、安裝容易且可以應用于高溫、高壓的測量場合。(5)磁致伸縮水位計：磁致伸縮水位計采用磁致伸縮技術(shù)來測量大罐的油水界面和油氣界面。通常情況下，磁致伸縮水位計安裝有兩個浮子，其中一個浮子的密度小于油品的密度，另一個浮子的密度大于油品的密度而小于水的密度，它們分別用來檢測油氣界面和油水界面。磁致伸縮水位計安裝容易，不需要定期維修和重新定標，工作壽命較長。其測量精度較高，測量的重復精度也較高，是比較理想的接觸型水位計。但是磁致伸縮水位計與被測水位接觸，儀器容易受到腐蝕，且水位的密度變化會帶來測量誤差。此外，浮子裝置沿著波導

37、管的護導管上移動，容易被卡死，從而影響水位的正確測量。攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 超聲波水位檢測原理3 超聲波水位檢測原理3.1 超聲波的水位檢測介紹簡單來說，超聲波就是超過人耳能聽到的物體振動的聲音的頻率范圍的聲波就叫超聲波。一般來說是指聲音超過了20000hz以上的聲波稱之為超聲波。與光波不同，聲波是一種彈性機械波，即機械振動在彈性媒質(zhì)中的傳播。超聲波有以下幾個特點：1. 頻率高波長短定向好；2.振幅小加速度大能量集中功率高強度大；3.在不同介質(zhì)界面上大部分能量反射，因而，超聲波特別適合于距離測量。3.1.1 超聲波基本性質(zhì)和其他聲波一樣，超聲波可以在氣體、水位及固體中傳播，并有各

38、自的傳播速度。例如，在常溫下空氣中的聲速約為334m/s，在水中的聲速約為1440m/s，而在鋼鐵中約為5000m/s。其在空氣中的傳播速度主要與空氣的壓力和溫度有關(guān)正常條件下由于大氣壓力變化很小因此其傳播速度主要考慮溫度的影響在空氣中傳播速度為 c=331.5+1.67t(m/s) （3.1）其中c為超聲波聲速，t為傳播介質(zhì)的溫度。在溫度已知時超聲波速度就能通過公式計算出來，在這個時候只要記錄從發(fā)射到接收超聲波的時間即可求出被測距離。超聲波的另一個特性是超聲波頻率越高，超聲波與光波的某些特性（如反射、折射定律）相似。= c/f （3.2）其中為超聲波波長、f為超聲波頻率與、c為超聲波速度。3

39、.1.2 超聲波的特性1、超聲波的束射特性由于超聲波的波長短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也能聚焦，而且，遵守幾何光學上的定律。即超聲波射線從一種物質(zhì)表面反射時，入射角等于反射角，當射線透過一種物質(zhì)進入另一種密度不同的物質(zhì)時就會產(chǎn)生折射，也就是要改變它的傳插方向，兩種物質(zhì)的密度差別愈大，則折射也愈大。2、超聲波的吸收特性聲波在各種物質(zhì)中傳播時，隨著傳播距離的增加，強度會漸進減弱，這是因為物質(zhì)要吸收掉它的能量。對于同一物質(zhì)，聲波的頻率越高，吸收越強。對于一個頻率一定的聲波，在氣體中傳播時吸收最歷害，在水位中傳播時吸收比較弱，在固體中傳播時吸收最小。3、超聲波的能量傳遞特性超聲波所以

40、往各個工業(yè)部門中有廣泛的應用，主要還在于比聲波具有強大得多的功率。當聲波到達某一物質(zhì)中時，由于聲波的作用使物質(zhì)中的分子也跟著振動，振動的頻率和聲波頻率樣，分子振動的頻率決定了分子振動的速度。頻率愈高速度愈大。物質(zhì)分子由于振動所獲得的能量除了與分子的質(zhì)量有關(guān)外，是由分子的振動速度的平方?jīng)Q定的,所以如果聲波的頻率愈高，也就是物質(zhì)分子愈能得到更高的能量、超聲波的頻率比聲波可以高很多，所以它可以使物資分子獲得很大的能量；換句話說，超聲波本身可以供給物質(zhì)足夠大的功率。4、超聲波的聲壓特性當聲波通入某物體時,由于聲波振動使物質(zhì)分子產(chǎn)生壓縮和稀疏的作用，將使物質(zhì)所受的壓力產(chǎn)生變化。由于聲波振動引起附加壓力現(xiàn)

41、象叫聲壓作用。3.1.3 超聲波的衰減在傳播的過程中，衰減系數(shù)與聲波介質(zhì)以及頻率的關(guān)系為衰減系數(shù)與聲波所在介質(zhì)及頻率的關(guān)系為: （3.3）其中，為衰減系數(shù)，b為介質(zhì)常數(shù)，f為振動頻率。在空氣中， 聲波在介質(zhì)中傳播時會被吸收而衰減，氣體吸收最強而衰減最大，水位其次，固體吸收最小而衰減最小。因此，對于一給定強度的聲波，在氣體中傳播的距離會明顯比在水位和固體中傳播的距離短。另外，聲波在介質(zhì)中傳播時衰減的程度還與聲波的頻率有關(guān)，頻率越高，聲波的衰減也越大，因此，超聲波比其他聲波在傳播時的衰減更明顯。因此考慮到實際工程的需要，在設(shè)計超聲波水位計時，選用頻率等于40khz的超聲波，波長為0.85cm。3.

42、1.4 超聲波的折射率當聲波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時，因為兩種介質(zhì)密度不同及聲波在其中傳播的速度不同，在分界面上聲波會產(chǎn)生反射和折射，其反射系數(shù)r為（3.5）其中，、分別是反射和入射聲波的聲強；、分別是聲波的入射角和反射角；、分別是兩種介質(zhì)的聲阻抗；其中、；、分別是兩種介質(zhì)的密度，、分別是在兩種介質(zhì)里的速度。聲波垂直入射時，=0，=0;則反射系數(shù)r為 （3.6）由上式可以看出，與相差越小，r值也越小，說明反射越弱，當=時，r=0，說明這時沒有反射，聲波全部透射。當反射介質(zhì)聲阻抗遠遠大于入射介質(zhì)聲阻抗時，即所謂的硬邊界。這時，入射波的介質(zhì)速度在碰到分界面時好像彈性碰撞一樣，變成一個反向速度，

43、反射波質(zhì)點速度與入射波質(zhì)點速度相位改變，反射聲壓與入射聲壓同相位。比如，當聲波從水傳播到空氣，在常溫下，它們的聲阻抗約為、，代入公式可得，r=0.999。這說明聲波從水位傳播到氣體或相反的情況下，由于兩種介質(zhì)的聲阻抗相差懸殊，聲波幾乎全部被反射。表3.2給出了幾種常見介質(zhì)的反射系數(shù)。表3.2幾種常見介質(zhì)的反射系數(shù)第一介質(zhì)第二介質(zhì)聲阻抗鋁鋼銅水銀玻璃水空氣鋁1.7000.210.140.010.020.721鋼4.5600.010.160.310.881銅3.9200.130.230.861水銀1.9300.040.751玻璃1.8000.651水0.1301空氣0.00004103.1.5 水

44、位介質(zhì)中的聲速與溫度的關(guān)系幾乎除水以外的所有水位，當溫度升高時，容變彈性模量減小，聲速降低。惟有水例外，溫度在74 左右時聲速達最大值，當溫度低于74時，聲速隨溫度高而增加，當溫度高于74時，聲速隨溫度升高而降低。水中聲速與溫度的關(guān)系公式如下，不同溫度下水中的聲速如表3.1所示。c =1557-0.0245(74-t)2 （3.4）其中，c為超聲波在水中的傳播速度、t為水的溫度。表3.1 不同溫度下的水中聲速溫度（攝氏度）102025304050607080聲速（米/秒）1448148314971510153015441552155515543.2 超聲波水位檢測探頭超聲波探頭，也就是超聲波換

45、能器，是超聲波測距系統(tǒng)中的重要組成部分。通常所說的超聲波換能器一般是指電聲換能器，它是一種能完成電能與聲能的相互轉(zhuǎn)換的裝置。換能器處在發(fā)射狀態(tài)時，將電能轉(zhuǎn)換為機械能，再將機械能轉(zhuǎn)換為聲能；反之，當換能器處在接收狀態(tài)時，將聲能轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換為電能。超聲換能器通常都有一個電的儲能元件和一個機械振動系統(tǒng)。超聲波傳感器產(chǎn)生振蕩的方法很多，主要有以下幾種：1.由外部電路產(chǎn)生振蕩，如 ne555 低頻振蕩器調(diào)制 40khz 的高頻信號，高頻信號通過超聲波傳感器以聲能形式輻射出去；2.采用單片機內(nèi)部的定時器或直接使用程序產(chǎn)生固定的脈沖，通過cd4069驅(qū)動發(fā)送超聲波傳感器振蕩；3.使用工業(yè)用小功率超聲

46、波收發(fā)控制集成電路 lm1812 驅(qū)動發(fā)送超聲波傳感器振蕩。3.3 超聲波探頭的壓電效應超聲波探頭使用最多的是由壓電晶片或壓電陶瓷制成的換能器。超聲波的接收和反射是基于壓電晶片的壓電效應和逆壓電效應。其工作原理是當壓電晶片受發(fā)射脈沖激勵后產(chǎn)生振動，即可發(fā)射聲脈沖，此即逆壓電效應。當超聲波作用于晶片時，晶片受迫振動引起的形變可轉(zhuǎn)換成相應的電信號，此為正壓電效應。前者是超聲波的發(fā)射，后者為超聲波的接收。壓電晶片的振動頻率即探頭的工作頻率，主要取決于晶片的厚度和超聲波在晶片材料中的傳播速度，為得到較高的頻率，要使晶片在共振狀態(tài)下工作，此時晶片厚度為1/2波長。通常我們一般使用pvdf壓電薄膜材料，此

47、材料除了具有良好的物理性能外，在厚度、面積上有很大的選擇余地，易于加工且頻率范圍寬，常用來制成的超聲換能器。常見的壓電晶片的材料參數(shù)見表3.3。表3.3幾種常用壓電晶片材料的主要參數(shù)材料居里點介電常數(shù)聲阻抗特性壓電應變常數(shù)壓電電壓常數(shù)石英5704.515.22.050鈦酸鋇系11517003016013鋯鈦酸鉛190-300150028320-24.4偏鈮酸鉛40030020.58532鋯鈦鉛1201000270125-19014-21其中，壓電材料的居里點是指壓電材料完全喪失壓電效應的溫度、介電常數(shù)反映了材料的介電性質(zhì)，在制造探頭考慮阻抗匹配時起作用、壓電應變常數(shù)是指當壓電體處于應力恒定的狀

48、態(tài)時，由于電場強度變化所產(chǎn)生的應變變化與電場強度變化之比，它關(guān)系著晶片發(fā)射性能的好壞、壓電電壓常數(shù)是指壓電體在電位移恒定時，由于應力變化所產(chǎn)生的電場強度變化與應力變化之比，它關(guān)系著晶片接收性能的好壞。壓電片的振動方式有很多種，如薄片的厚度振動，縱片的長度振動，橫片的長度振動，圓片的徑向振動，圓管的厚度、長度、徑向和扭轉(zhuǎn)振動，彎曲振動等。其中，以薄片厚度振動用的最多。由于壓電晶片本身較脆，并因各種絕緣、密封、防腐蝕、阻抗匹配以及防護不良環(huán)境要求，壓電元件往往裝在殼體內(nèi)構(gòu)成探頭。3.4 超聲波水位檢測的理論分析超聲波水位測量法是70年代發(fā)展起來的一種新型水位測量方法，該方法利用了超聲波在相同的介質(zhì)

49、中傳播速度不變的原理。超聲波是機械波的一種，其最明顯的一個特征是方向性好，能夠定向傳播，當碰到障礙物時能夠反射回來。超聲波測量方法有很多，如脈沖回波法、共振法、頻差法以及聲衰減法等，其中應用最廣泛的是超聲波脈沖回波法。超聲波的測距原理是通過發(fā)射聲波傳感器由脈沖信號激勵發(fā)出超聲波，通過傳聲媒介傳到被測液面，形成反射波，反射波再通過傳聲介質(zhì)返回到接收傳感器，傳感器把聲信號轉(zhuǎn)換成電信號，由儀表計算出超聲波從發(fā)射到接收所傳播的時間，再根據(jù)超聲波在介質(zhì)中傳播的速度計算出來回的直線路徑的長度，從而得到所測距離的長度。如圖3.4超聲波夜位檢測儀示意圖所示。圖3.4 超聲波夜位檢測儀示意圖該系統(tǒng)中是通過超聲波

50、脈沖傳播的時間來確定水位，所以必須己知超聲波在傳聲媒質(zhì)中聲速。然而，對于氣體介質(zhì)式和水位介質(zhì)式超聲波水位計，聲速會隨媒質(zhì)的組成、溫度、壓強的變化而變化。因此，只有當測試條件比較理想，媒質(zhì)的成分、溫度、壓強等沒有很大變化，才可把傳聲媒質(zhì)的聲速近似看成不變，直接由測量的聲波傳播時間來確定水位，否則就應該對傳聲媒質(zhì)的聲速進行校正。在這個系統(tǒng)中，運用的是超聲波往返時間檢測法進行距離的測量的。即，檢測從超聲波發(fā)射器發(fā)出超聲波的時候算起，通過介質(zhì)的傳播在反射回來的到接收器的時間，叫往返時間。用往返時間與介質(zhì)中超聲波的速度相乘，就可以得到超聲波運動的距離，然而實際的距離為所得到距離的一半，如果測量高度為h、

51、超聲波在介質(zhì)里的傳播速度為v，傳播時間為t，可以得到： （3.7）這個公式使用于自發(fā)自收單感應器方式。探頭采用垂直的方式發(fā)射超聲波，然后再讓超聲波原路返回到探頭。如果采用一發(fā)一收雙感應器方式，那么探頭就不在采用垂直于介質(zhì)面發(fā)射的方式，因此用上面的公式計算的出來就不在是真實高度，而是超聲波經(jīng)過的路程。這就需要加入角，角為豎直方向與超聲波方向的夾角。如圖3.3 角示意圖，圖3.3 角示意圖因此，系統(tǒng)要把測得超聲波經(jīng)過的距離換算成真實的高度。如果超聲波經(jīng)過的距離為l，要測量的真實高度為h，那么超聲波經(jīng)過的距離與真實高度之間有這樣的關(guān)系： （3.8）這時h為要測量的真實高度。在公式中，為超聲波的入射角

52、。如果實際情況無法測得角時，還可以通過測得兩個探頭之間的距離m來得到需要測量的高度，用(3.9)式來計算。 （3.9）一般說來，單探頭的自發(fā)自收工作方式是優(yōu)先考慮采用的。這是因為單探頭方式中水位計算公式比較簡單，同時檢測系統(tǒng)也簡單，安裝、維修比較方便。但是，單發(fā)單收的探頭檢測死區(qū)較大。為避免這一點，有時還需要采用雙探頭的設(shè)計。3.5 超聲波水位計的優(yōu)缺點與可行性目前國內(nèi)水位計的生產(chǎn)采用引進加仿制的手段。近年來，國內(nèi)多家公司和科研機構(gòu)陸續(xù)推出自行研制的水位測量儀表，其精度日益提高。進口的水位計功能齊全，精度較高，但是價格比較昂貴且維修不是很方便。對于小型用戶來說，不是理想之選。而國內(nèi)自行研制生產(chǎn)

53、的水位計價格相對便宜，但精度不高，功能相對單一。超聲波在空氣中的傳播速度大約為334m/s(常溫下)，在同一介質(zhì)中其傳播速度相對恒定，與激光的速度(3*108m/s)相比，超聲波的傳播速度要慢得多，因此對超聲波信號的處理也容易得多。用超聲波做為檢測物體的媒介，有非破壞性、遙控性、實時性、可穿透性等特點，在許多方面體現(xiàn)了其他方法所沒有的獨到之處，加之其成本較低，所以超聲波是比較理想的信號源。超聲波水位測量方法，與其他的水位測量方法相比，比如電磁或者光學的方法，它不受光線、被測對象的顏色等影響。對于被測物體處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境有一定的適應性。同時超聲波傳感器具有結(jié)構(gòu)簡

54、單、價格便宜、體積小、信號處理可靠等特點。綜合而言，超聲波水位計具有非接觸、精度較高、實時測量、可靠性強等優(yōu)點，較為適合國內(nèi)市場。與其它種類的水位計相比，超聲波水位計具有以下優(yōu)點:1、非接觸式測量，超聲波換能器安裝在液面上方，不與被測介質(zhì)接觸，可方便的測量腐蝕性、粘稠或有毒水位，避免被被測水位腐蝕或污損，免于維護。2、通用性好，水位計即可測量開渠水位，也可測量大型儲罐等的水位水位。安裝拆卸方便。3、適應性強，使用范圍廣，不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導電性等的影響，對被測水位的物理化學性質(zhì)的適應性極強。適用于有毒、有腐蝕、高粘度的水位水位測量，彌補了其他水位計在此類惡劣測量環(huán)境中的不足。幾乎沒有機械

55、可動部件，無磨損，使用壽命長，重量輕。換能器內(nèi)的壓電元件以聲頻振動，振幅小，壽命長。4、穩(wěn)定性好，但是超聲波水位計也有其自身的局限性，主要表現(xiàn)在被測水位易揮發(fā)時，液面上方的空氣密度不均勻，會導致測量誤差較大:當被測水位水位有較大波浪時，易引起聲波反射混亂，產(chǎn)生誤差;另外，超聲波水位計測量水位時有無法避免的盲區(qū)，因此小距離測量比較困難3.6 超聲波水位檢測的主要任務在實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化、自動化的過程中，許多行業(yè)迫切地需要解決水位測量和控制的問題。水位測量和控制的好壞，直接影響到生產(chǎn)的安全、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，以及能源消耗和成本，同時也影響到其它工藝參數(shù)的穩(wěn)定和控制。但在很多行業(yè)的工藝過程中卻是很難解決的問題。尤其在涉及高溫、高壓以及強放射性輔照的場合，以及要求遠距離傳送等的情況下，要準確、可靠地測量水位，更是一項困難的任務。超聲波水位探測系統(tǒng)的具有方向性好、穿透本領(lǐng)大，且在波阻抗比相差很大的界面反射時，反射能量很強等特性，而且用超聲波測量水位具有下述優(yōu)點：檢